关键词： 微塑料   土壤污染   环境行为   生态效应  

摘要： 微塑料作为一种新的污染物,具有粒径小、疏水性强、性质稳定、可以吸附多种污染物等特点,近年来受到了广泛的关注。目前关于微塑料的研究主要集中在水环境中,土壤环境中的微塑料研究相对滞后。土壤与人类生活息息相关,但土壤微塑料污染的现状却不容乐观,土壤微塑料的环境效应需要重视。本文综述了土壤微塑料的来源、分离和鉴定方法、微塑料在土壤环境中的行为和生态效应,并对土壤微塑料的研究前景进行了展望。

关键词： 微塑料污染   来源   环境命运   生态效应   土壤生态系统  

摘要： 微塑料作为一类新兴污染物广泛存在于全球环境中.目前,针对水生生态系统尤其是海洋环境的微塑料污染已得到广泛且深入的研究,但针对土壤微塑料污染近年才逐渐引起人们的关注.本文重点对土壤微塑料的污染现状、来源、环境命运及生态效应等方面的研究进展进行了综述.微塑料在不同土地利用类型的土壤中广泛存在,对土壤生态系统的健康及功能造成严重威胁.土壤中微塑料的主要来源路径包括塑料薄膜残留物分解、污泥堆肥及污水灌溉、有机肥施用和大气沉降等;进入土壤环境的微塑料会在外因作用下继续发生降解或迁移.此外,本文重点介绍了微塑料污染对土壤系统的生态效应,包括对土壤理化性质、土壤动物、土壤微生物以及植物的影响.为加强土壤微塑料污染研究、促进土地资源的可持续利用,本文提出了未来的研究方向.

关键词： 微纳米塑料   污染现状   分析方法   毒性评价   健康效应  

摘要： 微塑料是粒径小于5 mm的塑料颗粒,纳米塑料是粒径小于1μm的塑料颗粒.微/纳米塑料广泛存在于各种环境介质中,由于其粒径小、比表面积大,很容易被直接吸入、经口食入或皮肤浸入至体内,造成毒害作用,危害健康.本文主要总结了环境中微/纳米塑料在水、大气、土壤和食品中的污染现状,阐述了其对生物体可能产生的毒性效应,探讨了其对人体健康造成的不良影响.最后本文在总结现有研究的基础上,对未来微/纳米塑料的毒性效应和健康危害的研究方向进行了分析和展望.

关键词： 淡水环境   微塑料分布   吸附  

摘要： 环境中大部分微塑料来源于塑料的破碎和降解,随地表径流进入水环境。微塑料的化学性质稳定,可以在环境中长期存在,易吸附毒害有机物加剧对环境和生物体不良影响。主要综述了微塑料的来源和分布情况,微塑料及其污染物对淡水环境的影响,提出了防止塑料微粒污染需要经过制定法律法规以及相关处理技术的有效建议。

关键词： 微塑料   絮凝形态学   超滤   膜污染   滤饼层  

摘要： 微塑料是对生态系统和人类健康有着严重威胁的一种新型污染物,已在水源水中大量检出。传统混凝-沉淀工艺对微塑料的去除效果有限,运用混凝-超滤工艺能显著提高微塑料的去除效率,改善出水水质,但膜污染问题始终是限制其广泛应用的重要原因。本文运用混凝-超滤联用工艺处理微塑料-腐殖酸-高岭土复合污染的模拟水样,从絮凝形态学的角度深入分析该工艺对各种污染物的去除效能及其膜污染控制机理,阐释微塑料颗粒对滤饼结构与滤前颗粒形态二者关系的影响作用。将聚合硫酸铁（PFS）投加量以及原水中微塑料的浓度、粒径和种类作为考察条件,研究联用工艺去除含微塑料复合污染物的效果,其结果表明,最佳混凝剂投加量为30mg/L,经混凝-沉淀工艺后,微塑料的去除率随混凝剂投加量的增加先增大后减小;微塑料浓度的增大对各种污染物的去除均产生不利影响,原水微塑料浓度为100mg/L时,浊度、腐殖酸、微塑料的去除效率最小;微塑料粒径对微塑料的去除效果的影响较显著,相同混凝条件下,大尺寸微塑料的去除效果较差,此外随着微塑料粒径的增大,浊度和腐殖酸的去除效率总体上呈上升趋势;混凝-沉淀后聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）微塑料去除效率显著大于聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）,而混凝-超滤后四种类型微塑料的去除效率相差不大。通过混凝超滤小试试验探讨混凝剂投量和微塑料性质对絮体形态、膜通量的衰减程度及膜污染可逆性的影响,结果表明:随着聚合硫酸铁混凝剂投量的增大,絮体的最终粒径呈先增大后减小的变化趋势,当混凝剂投加量为30mg/L时,形成的絮体尺寸较大且结构疏松,絮体的分形维数D_f较小,膜通量下降速率减缓;微塑料颗粒的存在会对超滤膜污染造成不利影响,随着原水微塑料浓度的升高,膜通量下降程度增大,滤饼层透水性变差,而低浓度微塑料可有效减缓膜污染,在膜表面形成松散的滤饼层,易受水体的扰动作用消散,不可逆污染数值减小;混凝过程中小粒径微塑料容易被絮体捕获进入絮体内部的网状空间,形成的絮体尺寸较小,过滤时大量小粒径微塑料吸附在膜表面的凝胶层上,造成超滤膜孔隙率严重下降,膜分离性能降低;不同种类微塑料混凝后形成的絮体形态存在差异,PVC微塑料混凝后形成的絮体尺寸较小且结构紧凑,膜表面堆积的滤饼层较为致密,膜比通量下降程度较大。通过采用数码显微镜和扫描电子显微镜观察分析混凝过程微塑料颗粒的分布、迁移规律及超滤膜表面的滤饼层形态,结果表明,慢速搅拌阶段,混合液中的微塑料大部分单独存在于水中,且该过程中混合液开始出现微絮体,随着混凝时间的延长,絮体颗粒不断生长,微塑料颗粒与絮体碰撞生成微塑料-腐殖酸-PFS絮体;不含微塑料的混凝水样过滤后形成的滤饼层蓬松多孔,表面存在较多孔隙,而含微塑料水样在膜表面堆积成的滤饼层很不规则,表面有较多凸起的微塑料颗粒,且膜表面大部分孔径被污染物堵塞,难以通过水力反冲洗作用去除。

关键词： 全球治理   海洋塑料垃圾   微塑料污染   陆海统筹   治理体系 global governance   marine plastic waste   microplastic pollution   land and marine development in a coordinated way   governance system  

摘要： 海洋塑料垃圾及微塑料污染严重影响着海洋生态系统健康以及海洋经济的可持续发展，被列为全球亟待解决的十大环境问题之一，因此有必要构建科学系统的海洋塑料垃圾与微塑料污染治理体系，进一步采取强有力措施，从根本上遏制和扭转我国海洋垃圾问题日益凸显的趋势。本文首先从蓝色经济的可持续发展、泛塑料产业的结构升级以及公众的健康意识提升三个层面阐释了我国开展海洋塑料垃圾与微塑料污染治理的现实意义；其次，从形成机理、迁移路径以及损害表现三个方面总结了其有别于陆源污染的特殊性，从而指出海洋塑料垃圾及微塑料污染治理体系设计的内在需求；接着，从机制、主体、对象和措施四个层面梳理国际国内的治理策略和行动方案，总结现有海洋塑料垃圾与微塑料污染治理体系存在的问题，并分别给出未来需要改进的方向；最后，提出若干加快构建我国海洋塑料垃圾与微塑料污染治理体系的对策建议，包括形成跨部门的陆海一体化综合防治体系、全生命周期的废物管理过程、多元参与的海洋生态环境治理模式以及全球协力的海洋污染共防共治体系等。

摘要： 2020年11月10日,我国第37次南极考察队"出征",开展水文气象、生态环境等科学调查工作,其中一项就是执行南大洋微塑料、海漂垃圾等新型污染物业务化监测任务。近年来,我国多次在大洋和极地科考中检测出海洋中的微塑料。相比大型塑料,这种直径小于5毫米的微塑料肉眼往往难以辨别,更不易清理,具有很大的潜在危害。海洋微塑料问题的严峻性在于,有些塑料经过几百年才会完全降解。原有积累下来的大型塑料还在经历着侵蚀、风化、迁移、破碎至变微小的过程,

关键词： 微塑料   海洋鱼类   肌肉组织   新西兰  

摘要： 新西兰国家水事和大气研究所日前发布的一份研究显示,在新西兰周边海域的采样中,不仅鱼类内脏中有微塑料,甚至肌肉组织中也发现了微塑料成分。这项研究显示,鱼类吞食微塑料后,肠道会出现明显的炎症,影响鱼类消化系统等功能,最终可能影响其生存,损害程度随着微塑料浓度的增加而增加。

关键词： 微塑料   有机污染物   重金属   吸附   溶解性有机质  

摘要： 环境中的微塑料污染问题近年来受到广泛关注。微塑料具有较强的疏水性、较大的比表面积,可以强烈吸附环境中的污染物,进而影响污染物在环境中的迁移转化及其生物有效性,给生态环境带来风险。本文选取氯化聚乙烯(CPE)、聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HPE)和低密度聚乙烯(LPE、LPE)作为微塑料的代表,研究典型有机污染物1,2,3,4-四氯苯(1,2,3,4-Te CB)、菲(PHEN)、萘(NAPH)、2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)、2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、三环唑(TRI)和重金属离子(Pb、Cu、Cd、CrO)在微塑料上的吸附行为和影响因素,探讨微塑料对不同污染物的吸附机理,研究溶解性有机质(DOM)对微塑料吸附典型污染物的影响及交互作用,旨在为揭示微塑料对污染物在水环境中迁移转化的影响提供基础数据。主要研究结果如下:(1)对微塑料的表征结果显示,5种微塑料的分子量范围为2.84×10～2.87×10;LPE、LPE和HPE结晶度依次为38.1、45.8和77.9%,CPE为非结晶物质,PVC为低结晶物质;不同微塑料的比表面积依次为PVC(8.9 m/g)>LPE(5.6 m/g)>HPE(3.1m/g)>CPE(2.3 m/g)>LPE(1.3 m/g);CPE和PVC因含有Cl-,材料表面的负电性更强;HPE表面有氧化现象。(2)有机污染物在微塑料上的吸附研究表明,6种有机污染物在微塑料上的吸附均可用Freundlich等温线方程拟合,其吸附规律为1,2,3,4-Te CB>PHEN>NAPH>2,4-DCP>2,4-DNT>TRI,且K值(微塑料-水分配系数)与有机污染物的K值(辛醇-水分配系数)呈正相关;几种微塑料对有机污染物的吸附能力依次为CPE>PVC>LPE>HPE;微塑料的结晶度是影响其吸附有机污染物的主要因素,有机污染物在不同结晶度聚乙烯上吸附的K值与微塑料结晶度呈反比;微塑料的比表面积和粒径对其吸附有机污染物影响较小。机理分析表明,疏水性分配作用是有机污染物在微塑料上吸附的主要机制。(3)对重金属离子在微塑料上的吸附研究表明,重金属离子在4种微塑料上的吸附均可用Freundlich和Langmuir等温线方程拟合,吸附规律为Pb>Cu>Cd>CrO;微塑料对重金属离子的吸附能力依次为CPE>PVC>HPE>LPE,推测CPE和PVC具有的Cl-有利于其对重金属离子的吸附。随着p H(3.0～6.5)增加微塑料对Pb、Cu和Cd的吸附作用增强;离子强度(Na浓度为0.01～1.0 mol/L)对Pb在微塑料上的吸附抑制作用较弱,而对Cu和Cd在PVC和LPE上的吸附以及Cd在CPE上的吸附有明显的抑制作用;紫外老化使CPE氧化,增强了其表面的负电性以及与重金属离子的络合作用,进而吸附量增加。重金属离子二元混合物(Cu-Cd、Cu-Pb、Cd-Pb)在CPE上的吸附量均低于其单一吸附量,共存离子之间具有一定的抑制作用,Cu和Cd、Cu和Pb之间相互抑制作用较明显,而Pb和Cd之间相互抑制作用较弱。机理分析表明,Pb在微塑料上吸附的主要作用机理是静电引力;而对于Cu和Cd,除了静电引力,络合作用也有较大贡献。(4)DOM对重金属离子在微塑料上吸附的影响研究表明,水提法制取的DOM以富里酸类物质为主,含有大量羧基、羟基等含氧官能团;碱提硅胶层析分离法制取的DOM和DOM主要组分是腐殖酸类物质,以脂肪链结构为主。通过光谱特征分析,DOM与微塑料之间以疏水作用为主,DOM与重金属离子发生静电作用或络合作用。通过模拟DOM(单宁酸和没食子酸)在微塑料上的吸附进一步证明:DOM与CPE的作用机理包括疏水作用和静电作用,DOM与PVC和LPE的作用机理以疏水作用为主。DOM抑制了Pb、Cu和Cd在CPE上的吸附,浓度(2.0～200.0 mg/L)越高抑制作用越强,然而,DOM对3种金属离子在PVC、HPE和LPE上吸附的影响则表现为低浓度(2.0mg/L)时促进,高浓度(20.0～200.0 mg/L)时抑制。另外,低浓度(2.0 mg/L)的DOM、DOM、单宁酸和没食子酸均抑制Pb、Cu和Cd在CPE上的吸附,促进其在PVC和LPE上的吸附。机理分析表明,DOM通过降低微塑料表面负电性而抑制重金属离子在微塑料上的吸附(CPE表面负电性较强因而抑制作用尤为明显),通过增加微塑料表面络合位点或形成微塑料-DOM-金属离子三元络合物而促进重金属离子在微塑料上的吸附。(5)DOM对菲(PHEN)在CPE上吸附的影响研究表明,DOM、DOM和DOM存在条件下,PHEN在CPE上吸附的K值分别为:4995、16641和20704 L/kg,均小于无DOM存在条件下的K值(32385 L/kg),说明DOM的存在抑

关键词： 土壤   农田   微塑料   地膜   可降解塑料  

摘要： 地膜等农用塑料制品的大量使用导致农田土壤塑料残留,废弃塑料可进一步破碎化成微塑料(<5 mm)。作为新型污染物,微塑料具有数量多、尺寸小和比表面积大等特征,其对农田土壤生态环境具有潜在风险。揭示农田土壤微塑料污染特征,分析塑料地膜在土壤中次生微塑料的环境行为对阐明微塑料的生态环境风险十分重要。尽管目前已有地域性土壤中微塑料的报道,但全国尺度大范围农田土壤微塑料调查数据缺乏。另外,关于不同类型地膜在实际农田土壤中产生微塑料的源头分析研究报道极少。为此,本文基于全国范围内农田土壤微塑料展开了大尺度调查,并通过田间实验对三类典型塑料地膜在土壤中的老化特征和次生微塑料的环境行为进行了系统研究。首先选取分布在21个省的30片大型农田,系统采集土壤样品,采用饱和溴化钠密度分离方法、显微分析结合μ-FTIR鉴定技术,分离和检测土壤中的微(中)塑料(micro(meso)plastics,MMPs),系统分析我国农田土壤微塑料分布和污染特征。在此基础上,以上海奉贤庄行农田基地为试验场,选取传统聚乙烯(PE)地膜、生物可降解地膜PLA/PBAT和碳酸钙改性可降解地膜(calcium carbonatefilled,CCF),进行了为期12个月的覆膜和埋膜田间实验,定期收集实验地天气数据,采集塑料残膜和膜下土壤样品,分析残膜形态、羰基指数、疏水性的变化,检测分析土壤中微塑料,比较研究不同地膜在土壤中老化和次生微塑料特征。主要结果如下:(1)我国30片农田土壤中MMPs丰度为25.56-2067.78个/千克(土壤干重),平均丰度为358.37±89.33个/千克,其中微塑料的平均丰度为334.07±86.87个/千克。华北、华中、华东和西北的新疆地区MMPs丰度普遍较高,而西南地区总体丰度较低。浅层(0-5 cm)、中层(5-10 cm)、深层(10-15 cm)的MMPs丰度分别为435.67±108.95个/千克、367.44±103.93个/千克和272.00±64.90个/千克,浅层丰度显著大于深层(p<0.05)。(2)土壤MMPs的形态分为碎片、纤维和薄膜,平均占比分别为42.50%、37.08%和20.42%。尺寸<1 mm、1-3 mm、3-5 mm和>5 mm的MMPs平均占比分别为38.74%、39.93%、12.34%和8.98%,深层MMPs的尺寸显著大于浅层和中层(p<0.001),纤维的平均尺寸最大,其次是薄膜,碎片最小。MMPs的聚合物类型包括PP、PE、PES、聚丙烯酸、PA、PVC和PS,PP占比最大,平均占比为58.1%。碎片以PP为主,纤维以PP、PES和聚丙烯酸为主,薄膜主要为PE。薄膜MMPs平均丰度为56.31±16.29个/千克,其中PE平均占比达96.55%。(3)田间覆膜处理后,PLA/PBAT和CCF地膜在2个月后破损严重,4个月后无法在原位观测到PLA/PBAT膜,CCF地膜降解持续较长时间,12个月后能在地表观察到极少量残膜。PE地膜降解极慢,12个月仅观察到少量孔洞。扫描电子显微镜(SEM)下PE出现裂纹和沟壑,CCF出现较深的孔洞,PLA/PBAT有明显凸起。经土壤掩埋处理的三类地膜降解速率慢于覆膜处理,2个月后三种地膜均出现了很多大小不一的孔洞,这些孔洞主要由植物和蚯蚓等土壤生物作用而产生。SEM下观察到PE和PLA/PBAT的表面有疑似微生物腐蚀的痕迹。(4)PLA/PBAT覆膜2个月后接触角从104.6°减至62.73°,但在埋膜处理下无显著变化。CCF地膜在覆膜处理下接触角无显著变化,但掩埋12个月后接触角显著变小(p<0.05)。覆膜和埋膜处理对PE的水接触角均无显著变化。覆膜处理2个月后,PE、PLA/PBAT和CCF的羰基指数分别增加1.68倍、0.15倍和2.61倍,羰基指数变化反映的地膜老化与实验田空气温度累计变化具有相关性。(5)PE覆膜处理后土壤中微塑料甚微,12个月后0-5 cm土层中PE的丰度仅为23.33±8.82个/千克。PLA/PBAT覆膜2个月后土壤中微塑料丰度达60.00±35.12个/千克,随后微塑料基本消失。覆膜4个月后土壤中检测到CCF微塑料,且CCF随时间增长丰度提高,在12个月后CCF高达273.33±53.65个/千克,以小于3 mm尺寸为主。5-10 cm深土层中也检测到了对应微塑料,但丰度均远低于浅层。三类地膜掩埋处理后也产生了微塑料,丰度介于0-46.67个/千克之间,普遍低于覆膜组,且无明显变化规律。以上结果表明:(1)我国旱地农田耕土层土壤中普遍存在微塑料污染,不同地域间微塑料丰度的差异较大,以干旱寒冷的北部地区和种植业高度发展的华中、华东地区污染较为严重,西南地区相对较轻,可能与当地农用塑料制品的使用相关。(2)农田土壤微塑料以